用于单个成像器微显示的离散的高开关速度的照明几何结构
专利汇可以提供用于单个成像器微显示的离散的高开关速度的照明几何结构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且提供了一种投影系统，该投影系统包括三个离散的单色 光源 以用于顺序地提供蓝色、绿色和红色的单色光束到单个成像器，该成像器逐个 像素 地调制所述光以形成调制光像素的矩阵。每个单色光源具有与投影系统的刷新率相一致的 开关 速度，以用于产生顺序离散的单色光束。所述单 色调 制光的矩阵被组合以形成全色可视图像。，下面是用于单个成像器微显示的离散的高开关速度的照明几何结构专利的具体信息内容。
1.一种投影系统，包括：
至少三个单色光源，每个光源具有与投影系统的刷新率相一致的开关速度， 以用于产生处于蓝色、红色和绿色光谱的单色光束；以及单个成像器，用于逐个像素地调制这些单色光束，以形成调制光像素的矩 阵。
2.权利要求1所述的投影系统，其中控制电子装置顺序地接通所述至少三 个单色光源。
3.权利要求1所述的投影系统，还包括X立方体，用于向所述成像器引导 来自所述三个单色光源的每个单色光束。
4.权利要求3所述的投影系统，还包括成像器输入立方体，用于将单色光 束引导到所述成像器中以及将调制光像素的矩阵引导到投影透镜中。
5.权利要求4所述的投影系统，其中所述成像器是DLP成像器，以及所 述成像器输入立方体是TIR棱镜。
6.权利要求4所述的投影系统，其中所述成像器是LCOS成像器，以及所 述成像器输入立方体是偏振分束器。
7.权利要求1所述的投影系统，其中所述单色光源是谐振微腔结构 (RMA)装置。
8.权利要求1所述的投影系统，其中所述单色光源是发光二极管。
9.权利要求1所述的投影系统，其中所述单色光源是激光二极管阵列。
10.一种显示设备，包括：
至少三个单色光源，其具有与投影系统的刷新率相一致的开关速度，以用于 产生具有处于蓝色、红色和绿色光谱的单色光束；
成像器，用于逐个像素地调制所述单色光束，以形成调制光像素的矩阵；
成像器输入立方体，用于将单色光束引导到所述成像器中以及将调制光像素 的矩阵引导到投影透镜中；以及
X立方体，用于将来自所述至少三个单色光源的每个单色光束引导到所述成 像器输入立方体中。
11.权利要求10所述的显示设备，其中控制器顺序地接通所述至少三个单 色光源。
12.权利要求10所述的显示设备，其中所述成像器是DLP成像器，以及所 述成像器输入立方体是TIR棱镜。
13.权利要求10所述的显示设备，其中所述成像器是LCOS成像器，以及 所述成像器输入立方体是偏振分束器。
14.权利要求10所述的显示设备，其中所述单色光源是谐振微腔结构装置。
15.权利要求10所述的显示设备，其中所述单色光源是发光二极管。
16.权利要求10所述的显示设备，其中所述单色光源是激光二极管阵列。
技术领域
本发明涉及一种投影系统，更特别地涉及一种利用具有单个成像器微显示的 离散的单色高开关速度的光源的投影系统。
背景技术
可选择地，白色光源例如可以由色轮在时间上分成单色光束，以使分开的单 色光束被单个成像器顺序地调制。由于光色改变的速度，所以这些顺序 (sequential)颜色由眼睛混合以产生彩色图像。用于在时间上分离光的色轮也会 是昂贵的。此外，当光束处于将色轮的不同颜色滤光片分开的辐条上时，光的传 输效率受到不利的影响。单个成像器微显示投影系统也提供了差的功率效率，因 为在任何给定时间产生的大多数光被色轮滤出。
用于改变自发光发射的波长的谐振微腔结构(RMA)装置例如从美国专利No. 5,804,919和5,955,839中可知。这些装置重新吸收在期望的波长范围之外的光，从 而仅仅发射在期望的波长范围的光，同时减少了总功耗。
发明内容
附图说明
本发明将参考附图进行描述，其中：
图1是根据本发明典型实施例使用具有单个成像器的离散的高开关速度照明 源的投影系统的框图；以及
图2示出了根据本发明典型实施例通过三个离散的高开关速度照明源所产生 的单色光束的路径。
具体实施方式
这三个单色光源10B、10G、10R与X立方体(X-cube)30的三面30X、30Y 和30Z对准。典型X立方体可以从Unaxis of Golden，Colorado或JDS Uniphase of Santa Rosa，California获得。该X立方体30具有两个选择性反射面30B、30R，它 们互相垂直并且与来自三个单色光源10B、10G、10R中的每个的光束成45度角。 选择性反射面30B、30R允许处于大部分色谱的光穿过，而反射处于特定色谱的 光。选择性反射面30B例如反射处于蓝色光谱的光，而允许处于绿色和红色光谱 的光穿过它。相比之下，选择性反射面30R反射处于红色光谱的光，而允许处于 蓝色和绿色光谱的光穿过它。
在图1的投影系统中，由与X立方体30的面30Y对准的绿色单色光源10G 产生处于绿色光谱的p偏振光束11G。该绿色光束11G进入面30Y，并且穿过X 立方体30的选择性反射面30B、30R二者，从而通过X立方体30与面30Y相对 布置的面30A射出。蓝色单色光源10B被布置成与X立方体的面30X对准。该 蓝色单色光源10B产生处于蓝色光谱的p偏振光束11B。该蓝色光束11B通过面 30X进入X立方体30，并且由选择性反射面30B成直角地反射，从而通过面30A 射出X立方体30。应当注意，蓝色光束11B的一部分入射在选择性反射面30R 上，但是由于选择性反射面30R仅仅反射处于红色光谱的光，因此这一蓝色光穿 过选择性反射面30R。红色单色光源10R被布置成与X立方体的面30Z对准。该 红色单色光源10R产生处于红色光谱的p偏振光束11R。该红色光束11R通过面 30Z进入X立方体30，并且由选择性反射面30R成直角地反射，从而通过面30A 射出X立方体30。应当注意，该红色光束11R的一部分入射在选择性反射面30B 上，但是由于选择性反射面30B仅仅反射处于蓝色光谱的光，因此这一红色光穿 过选择性反射面30B。
从前面的描述中应当理解，来自这三个单色光源10B、10G、10R的每个单色 光束都通过面30A射出X立方体30。在本发明的典型实施例中，将单色光源10B、 10G、10R布置成距X立方体30的中心的距离相等，以使这三个单色光束行进相 等的距离。这将便于顺序定时，正如以下将讨论的那样。
成像器输入立方体40被布置成最接近源30A，这三个单色光束中的每个光束 都通过该源30A射出X立方体30。该成像器输入立方体40被布置成使得单色光 束11B、11G、11R进入面向X立方体30的面40A，并且射出面向单个成像器20 的面40B。成像器20可以是硅上液晶(LCOS)成像器或是数字光脉冲(DLP) 成像器。该成像器输入立方体40与成像器20相匹配。因此，如果如在所说明的 实施例中成像器20是LCOS成像器，则成像器输入立方体40是偏振分束器 (PBS)。相反，如果成像器20是DLP成像器，则成像器输入立方体40是全内反 射(TIR)棱镜。本领域技术人员将会理解，单色光束11B、11G、11R由成像器 输入立方体40引导到成像器20中。单个成像器20逐个像素地调制单色光束11B、 11G、11R，以形成用于每个彩色束的调制光像素12B、12G、12R的矩阵或阵列。 调制光像素12B、12G、12R的矩阵由成像器输入立方体40引导穿过面40C并且 进入投影透镜50。由投影透镜50将调制光的单色矩阵投影到屏幕(未示出)上， 在屏幕上这些单色矩阵被观察者的眼睛组合以形成全色可视图像。
这三个单色光源10B、10G、10R由控制系统(未示出)顺序接通。该控制系 统使光源同步，以使当这些光源之一接通时，另两个光源断开。这些光源被顺序 接通，从而允许单个成像器20调制这三个单色光束11B、11G、11R中的每个。
虽然关于使用用于光源10B、10G、10R的RMA装置进行了说明和描述，但 是设想了使用发光二极管或激光二极管阵列作为光源10B、10G、10R的可选实施 例。对于这些可选实施例，将使用中继系统来接通和切断这些发光二极管或激光 二极管阵列。
根据本发明的投影系统的一个优势是，能够非常快速地“开启”或“关断” 这三个单色光源10B、10G、10R，因此可以使用电子装置来产生顺序颜色(代替 了机械装置，或者相当慢的(并且低效率的)液晶(LC)转换)。而且存在功率 优势，因为来自这些光源中的每个的光束处于非常窄的色带或波长，因此较少的 功率浪费在不需要波长的光上。仅仅产生具有处于三原色(蓝色、绿色和红色) 的波长的光。
前述说明了用于实行本发明的一些可能性。在本发明的范围和精神内，许多 其它的实施例也是可能的。因此，打算前面的描述被看作是说明性的而不是限制 性的，并且本发明的范围由所附权利要求书连同它们的等同物的全部范围来给 出。
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